氮化镓驱动器件及其封装方法、氮化镓驱动模块技术

本发明专利技术涉及一种氮化镓驱动器件及其封装方法、氮化镓驱动模块，所述氮化镓驱动器件包括安装载板和功率组件；所述安装载板包括第一表面和背离所述第一表面的第二表面，所述第二表面的全部区域设置为散热层，所述散热层的材质设置为金属；所述功率组件包括氮化镓晶体管和控制所述氮化镓晶体管的驱动电路；所述功率组件紧贴设置于所述第一表面；本发明专利技术通过金属散热层实现表面散热，并进行模块化氮化镓器件的驱动；相较于现有的表面贴氮化镓器件增大散热面积，既能够优化驱动效果减少寄生参数又具备较好的散热效果，稳定可靠，避免半导体器件的热失效。的热失效。的热失效。

【技术实现步骤摘要】
氮化镓驱动器件及其封装方法、氮化镓驱动模块


[0001]本专利技术涉及电子器件
，尤其是指一种氮化镓驱动器件及其封装方法、氮化镓驱动模块。

技术介绍

[0002]以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料带隙宽、击穿电场强度高，GaN功率器件能够实现更高的开关频率、更高的系统效率和功率密度，因此被应用于电子电路领域；得益于GaN本身的性能，GaN芯片的面积较传统的硅基芯片更小，功率密度更大，相应的GaN芯片的热阻也较大，散热设置将直接影响系统效率和功率器件本身的性能。
[0003]现有的GaN功率器件使用DFN表面贴工艺封装，依靠底部的散热盘进行散热，一方面受器件本身体积和爬电距离因素的影响，散热盘受限无法增加散热面积；另一方面散热盘贴在电路板上，通过电路板导出热量，而电路板用于散热的铜箔表层厚度和面积受限，影响底部散热；且塑封时使用的材料导热系数较低也影响散热效果，无法实现器件顶面的有效散热。当温度升高至超过器件工作温度范围时，芯片易出现热失效，影响系统可靠性。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中氮化镓功率器件热流密度较大，散热设计困难的技术难点，提供一种氮化镓驱动器件及其封装方法、氮化镓驱动模块，设置倒装的氮化镓驱动器件，将上表面设置为散热层进行散热，散热效果稳定可靠。
[0005]第一方面，为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种氮化镓驱动器件，其包括，
[0006]安装载板，所述安装载板包括第一表面和背离所述第一表面的第二表面，所述第二表面的全部区域设置为散热层，所述散热层的材质设置为金属；
[0007]功率组件，所述功率组件包括氮化镓晶体管和控制所述氮化镓晶体管的驱动电路；所述功率组件紧贴设置于所述第一表面。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述安装载板设置为双面覆铜板或铝基板；所述安装载板包括由所述第一表面向所述第二表面方向依次设置的覆铜电路层、绝缘导热层和所述散热层。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述安装载板设置为第一PCB板；所述第一表面上至少在设置所述功率组件的区域设置有散热焊盘，所述散热焊盘和所述散热层之间设置有散热通孔。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述驱动电路设置为驱动集成电路或阻容驱动电路，所述驱动电路连接所述氮化镓晶体管并控制所述氮化镓晶体管为关断状态或导通状态。
[0011]第二方面，本专利技术还提供一种氮化镓驱动器件封装方法，用于封装如上述实施例所述的氮化镓驱动器件，所述封装方法包括如下步骤，
[0012]步骤1：准备所述安装载板、所述驱动电路和所述氮化镓晶体管；在所述第一表面预设焊接区，并在所述第一表面的至少所述焊接区的部分印刷锡膏；
[0013]步骤2：预热所述安装载板、所述驱动电路和所述氮化镓晶体管；
[0014]步骤3：将所述驱动电路贴片至所述焊接区，所述功率组件安装至所述第一表面；
[0015]步骤4：将所述安装载板和所述功率组件送入回流焊炉进行回流焊接；
[0016]步骤5：使用绝缘材料覆盖所述安装基板和所述功率组件的表面，形成封装外壳。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述安装载板、所述驱动电路和所述氮化镓晶体管通过传送带传送穿过所述回流焊炉，所述传送带外接控制电机控制传动速度。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述回流焊炉内设置有升温区、保温区、焊接区和冷却区；所述安装载板、所述驱动电路和所述氮化镓晶体管在所述保温区预热，所述保温区内的温度大于100℃且小于150℃。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述升温区内的温度不超过100℃，所述升温区的升温速度小于每秒2℃。
[0020]第三方面，本专利技术还提供一种氮化镓驱动模块，包括如上述实施例所述的氮化镓驱动器件，还包括第二PCB板；所述第二PCB板通过连接件连接所述安装载板，所述第二PCB板的表面与所述第一表面相对设置，所述功率组件位于所述第一表面和所述第二PCB板表面的间隙。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，所述连接件设置为金属柱或排针，其设置于所述第一表面的边缘并位于所述功率组件以外的区域，所述连接件用于使所述第一表面和所述第二PCB板相对设置的表面实现电性连接。
[0022]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0023]本专利技术所述的一种氮化镓驱动器件及其封装方法、氮化镓驱动模块，通过安装载板的金属散热层导出热量实现表面散热，无需使用氮化镓芯片裸片，将氮化镓器件和驱动电路同时紧贴于安装载板，进行模块化氮化镓器件的驱动，降低外电路设计难度；相较于现有的表面贴氮化镓器件增大散热面积，既能够优化驱动效果减少寄生参数又具备较好的散热效果，稳定可靠，避免半导体器件的热失效。
附图说明
[0024]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：
[0025]图1是本专利技术实施例一中氮化镓驱动器件第一表面的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术实施例一中氮化镓驱动器件第二表面的结构示意图；
[0027]图3是本专利技术实施例二中氮化镓驱动器件封装方法的流程示意图；
[0028]图4是本专利技术实施例三中一种氮化镓驱动模块的剖面示意图；
[0029]图5是本专利技术优选实施例中一种驱动电路的示意图；
[0030]图6是本专利技术优选实施例中另一驱动电路的示意图。
[0031]说明书附图标记说明：1、安装载板；11、第一表面；12、第二表面；13、中间介质层；2、功率组件；21、氮化镓晶体管；22、驱动电路；3、第二PCB板；4、连接件。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以
更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0033]实施例一
[0034]参照图1和图2所示，本专利技术提供一种氮化镓驱动器件，其包括安装载板1和设置于安装载板1表面的功率组件2；所述安装载板1包括第一表面11和背离所述第一表面11的第二表面12，所述第二表面12的全部区域设置为散热层，所述散热层的材质设置为金属；所述功率组件2包括氮化镓晶体管21和控制所述氮化镓晶体管21的驱动电路22；所述功率组件2紧贴设置于所述第一表面11。
[0035]具体的，在一些实施方式中，所述安装载板1设置为双面覆铜板或铝基板；所述安装载板1包括由所述第一表面11向所述第二表面12方向依次设置的覆铜电路层、绝缘导热层和所述散热层；所述功率组件2设置于所述覆铜电路层，工作产生的热量以所述绝缘导热层作为中间介质进行热传递至所述散热层，同时通过所述绝缘导热层实现所述功率组件2和所述散热层的电隔离，所述绝缘导热层设置为所述第一表面11和所述第二表面12之间的中间介质层13。
[0036]具体的，在一些实施方式中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓驱动器件，其特征在于，包括，安装载板，所述安装载板包括第一表面和背离所述第一表面的第二表面，所述第二表面的全部区域设置为散热层，所述散热层的材质设置为金属；功率组件，所述功率组件包括氮化镓晶体管和控制所述氮化镓晶体管的驱动电路；所述功率组件紧贴设置于所述第一表面。2.根据权利要求1所述的氮化镓驱动器件，其特征在于：所述安装载板设置为双面覆铜板或铝基板；所述安装载板包括由所述第一表面向所述第二表面方向依次设置的覆铜电路层、绝缘导热层和所述散热层。3.根据权利要求1所述的氮化镓驱动器件，其特征在于：所述安装载板设置为第一PCB板；所述第一表面上至少在设置所述功率组件的区域设置有散热焊盘，所述散热焊盘和所述散热层之间设置有散热通孔。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的氮化镓驱动器件，其特征在于：所述驱动电路设置为驱动集成电路或阻容驱动电路，所述驱动电路连接所述氮化镓晶体管并控制所述氮化镓晶体管为关断状态或导通状态。5.一种氮化镓驱动器件封装方法，用于封装如权利要求1～4中任意一项所述的氮化镓驱动器件，其特征在于，所述封装方法包括以下步骤，步骤1：准备所述安装载板、所述驱动电路和所述氮化镓晶体管；在所述第一表面预设焊接区，并在所述第一表面的至少所述焊接区的部分印刷锡膏；步骤2：预热所述安装载板、所述驱动电路和所述氮化镓晶体管；步骤3：将所述驱动电路贴片至...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅玥，刘欢，孔令涛，
申请(专利权)人：南京芯干线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：